<!DOCTYPE HTML>
<html lang="en" class="sidebar-visible no-js light">
    <head>
        <!-- Book generated using mdBook -->
        <meta charset="UTF-8">
        <title>随机数据 - The Rust Rand Book</title>
        
        


        <!-- Custom HTML head -->
        


        <meta content="text/html; charset=utf-8" http-equiv="Content-Type">
        <meta name="description" content="Extended documentation for Rust&#x27;s Rand lib">
        <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1">
        <meta name="theme-color" content="#ffffff" />

        
        <link rel="icon" href="favicon.svg">
        
        
        <link rel="shortcut icon" href="favicon.png">
        
        <link rel="stylesheet" href="css/variables.css">
        <link rel="stylesheet" href="css/general.css">
        <link rel="stylesheet" href="css/chrome.css">
        <link rel="stylesheet" href="css/print.css" media="print">

        <!-- Fonts -->
        <link rel="stylesheet" href="FontAwesome/css/font-awesome.css">
        
        <link rel="stylesheet" href="fonts/fonts.css">
        

        <!-- Highlight.js Stylesheets -->
        <link rel="stylesheet" href="highlight.css">
        <link rel="stylesheet" href="tomorrow-night.css">
        <link rel="stylesheet" href="ayu-highlight.css">

        <!-- Custom theme stylesheets -->
        

        
    </head>
    <body>
        <!-- Provide site root to javascript -->
        <script type="text/javascript">
            var path_to_root = "";
            var default_theme = window.matchMedia("(prefers-color-scheme: dark)").matches ? "navy" : "light";
        </script>

        <!-- Work around some values being stored in localStorage wrapped in quotes -->
        <script type="text/javascript">
            try {
                var theme = localStorage.getItem('mdbook-theme');
                var sidebar = localStorage.getItem('mdbook-sidebar');

                if (theme.startsWith('"') && theme.endsWith('"')) {
                    localStorage.setItem('mdbook-theme', theme.slice(1, theme.length - 1));
                }

                if (sidebar.startsWith('"') && sidebar.endsWith('"')) {
                    localStorage.setItem('mdbook-sidebar', sidebar.slice(1, sidebar.length - 1));
                }
            } catch (e) { }
        </script>

        <!-- Set the theme before any content is loaded, prevents flash -->
        <script type="text/javascript">
            var theme;
            try { theme = localStorage.getItem('mdbook-theme'); } catch(e) { }
            if (theme === null || theme === undefined) { theme = default_theme; }
            var html = document.querySelector('html');
            html.classList.remove('no-js')
            html.classList.remove('light')
            html.classList.add(theme);
            html.classList.add('js');
        </script>

        <!-- Hide / unhide sidebar before it is displayed -->
        <script type="text/javascript">
            var html = document.querySelector('html');
            var sidebar = 'hidden';
            if (document.body.clientWidth >= 1080) {
                try { sidebar = localStorage.getItem('mdbook-sidebar'); } catch(e) { }
                sidebar = sidebar || 'visible';
            }
            html.classList.remove('sidebar-visible');
            html.classList.add("sidebar-" + sidebar);
        </script>

        <nav id="sidebar" class="sidebar" aria-label="Table of contents">
            <div class="sidebar-scrollbox">
                <ol class="chapter"><li class="chapter-item expanded affix "><a href="intro.html">介绍</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="guide-start.html"><strong aria-hidden="true">1.</strong> 入门指南</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="crates.html"><strong aria-hidden="true">2.</strong> crate 和特性</a></li><li><ol class="section"><li class="chapter-item expanded "><a href="crates-rand.html"><strong aria-hidden="true">2.1.</strong> 随机加密(co)</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="crates-gen.html"><strong aria-hidden="true">2.2.</strong> 随机信号生成器</a></li></ol></li><li class="chapter-item expanded "><a href="guide.html"><strong aria-hidden="true">3.</strong> 指南</a></li><li><ol class="section"><li class="chapter-item expanded "><a href="guide-data.html" class="active"><strong aria-hidden="true">3.1.</strong> 随机数据</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="guide-gen.html"><strong aria-hidden="true">3.2.</strong> 生成器类型</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="guide-rngs.html"><strong aria-hidden="true">3.3.</strong> 随机数生成器(RNGs)</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="guide-seeding.html"><strong aria-hidden="true">3.4.</strong> 为随机数生成器置种</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="guide-values.html"><strong aria-hidden="true">3.5.</strong> 随机值</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="guide-dist.html"><strong aria-hidden="true">3.6.</strong> 各种分布方式</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="guide-seq.html"><strong aria-hidden="true">3.7.</strong> 序列</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="guide-err.html"><strong aria-hidden="true">3.8.</strong> 错误处理</a></li></ol></li><li class="chapter-item expanded "><a href="portability.html"><strong aria-hidden="true">4.</strong> 可移植性</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="update.html"><strong aria-hidden="true">5.</strong> 更新</a></li><li><ol class="section"><li class="chapter-item expanded "><a href="update-0.5.html"><strong aria-hidden="true">5.1.</strong> 更新到 0.5</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="update-0.6.html"><strong aria-hidden="true">5.2.</strong> 更新到 0.6</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="update-0.7.html"><strong aria-hidden="true">5.3.</strong> 更新到 0.7</a></li></ol></li><li class="chapter-item expanded "><a href="contributing.html"><strong aria-hidden="true">6.</strong> 贡献</a></li><li><ol class="section"><li class="chapter-item expanded "><a href="contrib-doc.html"><strong aria-hidden="true">6.1.</strong> 文档</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="contrib-scope.html"><strong aria-hidden="true">6.2.</strong> Scope</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="contrib-test.html"><strong aria-hidden="true">6.3.</strong> 测试</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="contrib-bench.html"><strong aria-hidden="true">6.4.</strong> 基准</a></li></ol></li></ol>
            </div>
            <div id="sidebar-resize-handle" class="sidebar-resize-handle"></div>
        </nav>

        <div id="page-wrapper" class="page-wrapper">

            <div class="page">
                
                <div id="menu-bar-hover-placeholder"></div>
                <div id="menu-bar" class="menu-bar sticky bordered">
                    <div class="left-buttons">
                        <button id="sidebar-toggle" class="icon-button" type="button" title="Toggle Table of Contents" aria-label="Toggle Table of Contents" aria-controls="sidebar">
                            <i class="fa fa-bars"></i>
                        </button>
                        <button id="theme-toggle" class="icon-button" type="button" title="Change theme" aria-label="Change theme" aria-haspopup="true" aria-expanded="false" aria-controls="theme-list">
                            <i class="fa fa-paint-brush"></i>
                        </button>
                        <ul id="theme-list" class="theme-popup" aria-label="Themes" role="menu">
                            <li role="none"><button role="menuitem" class="theme" id="light">Light (default)</button></li>
                            <li role="none"><button role="menuitem" class="theme" id="rust">Rust</button></li>
                            <li role="none"><button role="menuitem" class="theme" id="coal">Coal</button></li>
                            <li role="none"><button role="menuitem" class="theme" id="navy">Navy</button></li>
                            <li role="none"><button role="menuitem" class="theme" id="ayu">Ayu</button></li>
                        </ul>
                        
                        <button id="search-toggle" class="icon-button" type="button" title="Search. (Shortkey: s)" aria-label="Toggle Searchbar" aria-expanded="false" aria-keyshortcuts="S" aria-controls="searchbar">
                            <i class="fa fa-search"></i>
                        </button>
                        
                    </div>

                    <h1 class="menu-title">The Rust Rand Book</h1>

                    <div class="right-buttons">
                        <a href="print.html" title="Print this book" aria-label="Print this book">
                            <i id="print-button" class="fa fa-print"></i>
                        </a>
                        
                    </div>
                </div>

                
                <div id="search-wrapper" class="hidden">
                    <form id="searchbar-outer" class="searchbar-outer">
                        <input type="search" name="search" id="searchbar" name="searchbar" placeholder="Search this book ..." aria-controls="searchresults-outer" aria-describedby="searchresults-header">
                    </form>
                    <div id="searchresults-outer" class="searchresults-outer hidden">
                        <div id="searchresults-header" class="searchresults-header"></div>
                        <ul id="searchresults">
                        </ul>
                    </div>
                </div>
                

                <!-- Apply ARIA attributes after the sidebar and the sidebar toggle button are added to the DOM -->
                <script type="text/javascript">
                    document.getElementById('sidebar-toggle').setAttribute('aria-expanded', sidebar === 'visible');
                    document.getElementById('sidebar').setAttribute('aria-hidden', sidebar !== 'visible');
                    Array.from(document.querySelectorAll('#sidebar a')).forEach(function(link) {
                        link.setAttribute('tabIndex', sidebar === 'visible' ? 0 : -1);
                    });
                </script>

                <div id="content" class="content">
                    <main>
                        <h1><a class="header" href="#random-data" id="random-data">Random data</a></h1>
<h1><a class="header" href="#随机数据" id="随机数据">随机数据</a></h1>
<blockquote>
<p><a href="https://github.com/rust-random/book/blob/master/src/guide-data.md">guide-data.md</a><br />
commit: 37f01c4663f960a5af1546d2173afe0e64bf9b2c <br />
本章译文最后维护日期：2020-11-21</p>
</blockquote>
<pre><pre class="playground"><code class="language-rust">
<span class="boring">#![allow(unused)]
</span><span class="boring">fn main() {
</span><span class="boring">extern crate rand;
</span><span class="boring">use rand::RngCore;
</span>// get some random data:
let mut data = [0u8; 32];
rand::thread_rng().fill_bytes(&amp;mut data);
<span class="boring">}
</span></code></pre></pre>
<h2><a class="header" href="#what-is-randomness" id="what-is-randomness">What is randomness?</a></h2>
<h2><a class="header" href="#什么是随机性" id="什么是随机性">什么是随机性？</a></h2>
<p>**随机(random)**是什么意思？通俗来说，这个词可以简单地表示 <em>意外</em> 或 <em>未知</em>，但我们需要更精确一些。这里维基百科给了我们一个更具体的定义：</p>
<blockquote>
<p>**随机性(randomness)**是指事件缺乏模式或可预测性。</p>
</blockquote>
<p>我们可以更进一步：“缺乏模式”意味着没有“偏差(bias)”；换句话说，所有的值都是等可能的(equally likely)。</p>
<p>为了理解什么是<em>随机值</em>，我们仍然需要上下文：我们的随机值可以来自哪个数字池？</p>
<ul>
<li>举个简单的例子，考虑骰子：它们的值为1、2、3、4、5 和 6，一个无偏（公平）的骰子会使每个数字等可能发生，概率均为 ⅙ 。</li>
<li>现在我们举一个愚蠢的例子：自然数（1，2，3，...）。这些数字没有上限。所以，如果要求一个无偏的随机自然数，那 1，5，1000，100万，1万亿 - 所有这些数字的可能性都是一样的。然而事实上，对于<em>任何</em>自然数 <code>k</code>，数字区间 <code>1, 2, ..., k</code> 是所有自然数的无穷小部分，这意味着从该区间中选择一个无偏数的概率实际上是 <code>1/∞ = 0</code>。而另一方面，对于<em>任何</em>自然数，我们期望的无偏随机值概率都比实际概率（0）要大（否则取不出来）。（实际无偏概率为0，而又要取出无偏随机自然数，）这是不可能的，所以不可能存在任何无偏随机自然数。</li>
<li>另一个例子：0 到 1 之间的实数。实数包括所有的分数，无理数，如 π 和 √2，以及所有这些数的倍数...。实数的可能性是无穷多的，即使是像在 <code>(0, 1)</code> 这样一个很小的区间内，所以仅仅简单地说“所有可能性都是等可能的”是不够的。这里我们换一种方式来解释“缺乏模式”：每个大小相等的区间都是等可能的；例如，我们可以将区间 <code>0,1</code> 细分为 <code>0,½</code> 和 <code>½,1</code>，然后掷硬币来决定随机样本来自哪个区间。假设我们选择 <code>½,1</code>，然后再掷另一枚硬币，在 <code>½,¾</code> 和 <code>¾,1</code> 之间进行选择，将随机值限制在原区间的 <code>¼</code> 大小的区间内。我们可以根据需要重复多次，以尽可能精确地在 <code>0</code> 和 <code>1</code> 之间选择一个随机值，尽管我们需要意识到，我们选择的不是<em>精确</em>值，而是一个很小的区间。</li>
</ul>
<p>上面我们定义（或未能定义）的是均匀随机数分布，或者简单地说是<strong>均匀分布(uniform distributions)</strong>。还有一些非均匀分布，我们将在后面看到。同样值得注意的是，均匀分布并不意味着其样本会均匀分布（试试掷六个骰子：你可能得不到 1、2、3、4、5、6）。</p>
<p>为了让计算成为可能，我们现在可以在以下几种上下文中定义均匀分布的随机值（无偏随机值）是什么：</p>
<ul>
<li><code>u32</code>：介于 0 到 <code>u32::MAX</code> 之间的随机数，其中的每个值出现的可能性相等</li>
<li><code>BigInt</code>：由于此类型没有上限，因此无法生成无偏随机值（它会无限的大，并使用无限量的内存）</li>
<li><code>f64</code>：我们将其视为实数的近似值，并且，<em>按照惯例</em>，限制在 0 到 1 的区间内（如果没有另外指定）。这里涉及到转换方式(conversion)，我们在后面用到转换方式时会进一步深入此话题；现在请注意，这些转换会产生 52-53 bits 的精度（根据使用的转换方式，输出将以 <code>ε</code> 或 <code>ε/2</code> 为步长，其中 <code>1+ε</code> 是大于 <code>1</code> 的最小可表示值）。</li>
</ul>
<h2><a class="header" href="#random-data-1" id="random-data-1">Random data</a></h2>
<h2><a class="header" href="#随机数据-1" id="随机数据-1">随机数据</a></h2>
<p>如上所示，如果没有上下文，“随机数”这个词是没有意义的。“随机数据”通常意味着一个随机<em>字节</em>序列，其中对于每个字节，256 个可能值中的每一个都是等可能的。</p>
<p><a href="https://rust-random.github.io/rand/rand_core/trait.RngCore.html#tymethod.fill_bytes"><code>RngCore::fill_bytes</code></a> 生成的正是这个：一个随机字节序列。</p>
<p>如果正确长度的无偏随机字节序列被解释为整数（比如 <code>u32</code> 或 <code>u64</code>），则结果就是无偏整数。由于这种转换方式很常用，所以 <a href="https://rust-random.github.io/rand/rand_core/trait.RngCore.html#tymethod.next_u32"><code>RngCore::next_u32</code></a> 和 <a href="https://rust-random.github.io/rand/rand_core/trait.RngCore.html#tymethod.next_u64"><code>RngCore::next_u64</code></a> 就在同一 trait 中声明了。（事实上，这种转换方式通常是相反的 - 各种算法生成器通常先在内部处理整数，然后将整数转换为所需的任意形式的随机数据。）</p>

                    </main>

                    <nav class="nav-wrapper" aria-label="Page navigation">
                        <!-- Mobile navigation buttons -->
                        
                            <a rel="prev" href="guide.html" class="mobile-nav-chapters previous" title="Previous chapter" aria-label="Previous chapter" aria-keyshortcuts="Left">
                                <i class="fa fa-angle-left"></i>
                            </a>
                        

                        
                            <a rel="next" href="guide-gen.html" class="mobile-nav-chapters next" title="Next chapter" aria-label="Next chapter" aria-keyshortcuts="Right">
                                <i class="fa fa-angle-right"></i>
                            </a>
                        

                        <div style="clear: both"></div>
                    </nav>
                </div>
            </div>

            <nav class="nav-wide-wrapper" aria-label="Page navigation">
                
                    <a rel="prev" href="guide.html" class="nav-chapters previous" title="Previous chapter" aria-label="Previous chapter" aria-keyshortcuts="Left">
                        <i class="fa fa-angle-left"></i>
                    </a>
                

                
                    <a rel="next" href="guide-gen.html" class="nav-chapters next" title="Next chapter" aria-label="Next chapter" aria-keyshortcuts="Right">
                        <i class="fa fa-angle-right"></i>
                    </a>
                
            </nav>

        </div>

        

        

        

        
        <script type="text/javascript">
            window.playground_copyable = true;
        </script>
        

        

        
        <script src="elasticlunr.min.js" type="text/javascript" charset="utf-8"></script>
        <script src="mark.min.js" type="text/javascript" charset="utf-8"></script>
        <script src="searcher.js" type="text/javascript" charset="utf-8"></script>
        

        <script src="clipboard.min.js" type="text/javascript" charset="utf-8"></script>
        <script src="highlight.js" type="text/javascript" charset="utf-8"></script>
        <script src="book.js" type="text/javascript" charset="utf-8"></script>

        <!-- Custom JS scripts -->
        

        

    </body>
</html>
